生物材料在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用

朱叢林

山東省萊蕪市第一中學(xué)

生物材料在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用

朱叢林

山東省萊蕪市第一中學(xué)

隨著生物技術(shù)的不斷進(jìn)步，生物材料不斷推陳出新，并在諸多領(lǐng)域中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。在環(huán)境污染治理領(lǐng)域，生物材料所具有的優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐應(yīng)用中逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，為了進(jìn)一步了解生物材料的作用機(jī)理，本文在簡(jiǎn)單分析環(huán)境污染治理現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)生物表面活性劑和微生物燃料電池在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)研究。

生物材料；環(huán)境污染治理；應(yīng)用

前言

當(dāng)前，全球環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，環(huán)境污染治理刻不容緩。在此背景下，生物技術(shù)、生物材料的發(fā)展逐漸成為各國(guó)環(huán)境污染治理中的熱點(diǎn)研究對(duì)象。我國(guó)將環(huán)境污染治理方面的生物技術(shù)列為本世紀(jì)主要研究領(lǐng)域之一，在長(zhǎng)期不斷的研究中，一些新的生物材料在環(huán)境污染治理中取得了良好的治理效果，對(duì)改善我國(guó)環(huán)境具有重要意義。

1.環(huán)境污染治理現(xiàn)狀

伴隨人們生活質(zhì)量的不斷提高與社會(huì)生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步，由人類活動(dòng)給水環(huán)境、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境等各種環(huán)境所帶來(lái)的污染問(wèn)題日益惡化，給生態(tài)系統(tǒng)和地球造成了嚴(yán)重的破壞。面對(duì)這一嚴(yán)峻的污染形勢(shì)，環(huán)境污染治理愈加緊迫，相關(guān)治理人員積極采用各種技術(shù)對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行治理，化學(xué)技術(shù)、物理技術(shù)、生物技術(shù)、人工治理等各種技術(shù)手段不斷被應(yīng)用到環(huán)境污染治理當(dāng)中[1]。其中，生物技術(shù)憑借諸多優(yōu)點(diǎn)而在環(huán)境污染治理領(lǐng)域逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，生物表面活性劑、微生物燃料電池等生物材料在環(huán)境污染治理中的優(yōu)勢(shì)顯著。就我國(guó)當(dāng)前環(huán)境污染治理現(xiàn)狀而言，治理力度還需進(jìn)一步加大，生物技術(shù)與生物材料的研究還需繼續(xù)深入，生物材料在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用需要進(jìn)一步推廣。

2.生物材料在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用生物表面活性劑治理環(huán)境污染

與一般化學(xué)合成的表面活性劑相比，生物表面活性劑具有良好的熱穩(wěn)定性、抗菌性，選擇性和專一性，且安全低毒或無(wú)毒，部分耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，化學(xué)穩(wěn)定性高，環(huán)境相容性好，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染或破壞，結(jié)構(gòu)多樣，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，用量少，可降解。利用生物表面活性劑來(lái)對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行治理，適用范圍廣泛，可以應(yīng)用在農(nóng)藥污染、重金屬污染、藻類過(guò)度繁殖污染、有機(jī)物污染等多種類型污染對(duì)象的治理。

在農(nóng)藥污染治理中，污染主要來(lái)源于各種殺蟲劑和抗病抗菌類農(nóng)藥，使用生物表面活性劑對(duì)農(nóng)藥污染區(qū)域進(jìn)行治理，可以代替化學(xué)殺蟲劑，通過(guò)細(xì)菌的轉(zhuǎn)化分解使有機(jī)廢料轉(zhuǎn)變成具有一定殺蟲功效的有機(jī)物，既降低了農(nóng)藥污染，又提高了有機(jī)物利用率[2]。例如，某學(xué)者從一株植物中提取出枯草芽孢桿菌，這種桿菌所產(chǎn)生的物質(zhì)具有一定抗病菌作用，可以防止植物發(fā)生病蟲害。利用枯草芽孢桿菌培養(yǎng)的脂肽類生物表面活性劑，在油菜菌核病和白菜軟腐病治理中有著很好的效果，完全可以代替化學(xué)農(nóng)藥，降低農(nóng)藥污染。在重金屬污染中，生物表面活性劑可以作為修復(fù)物質(zhì)，通過(guò)對(duì)重金屬的分解吸收，來(lái)達(dá)到降低污染物重金屬含量目的。如，利用皂角苷可以有效去除土壤中的銅離子、鋅離子。

2.2 應(yīng)用微生物燃料電池治理環(huán)境污染

除了生物表面活性劑之外，微生物燃料電池（MFCS）在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用范圍也是非常廣泛的，適用于垃圾滲濾液處理、脫硫脫氮處理、金屬污染治理、染料降解及其他多種環(huán)境污染物的降解處理[3]。它可以使可生物降解的有機(jī)物化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，從而達(dá)到良好的降解效果，降低有機(jī)物污染。

以微生物燃料電池在垃圾滲濾液中的處理為例，垃圾滲濾液重金屬元素、氨氮等物質(zhì)含量濃度高，對(duì)周圍土壤、水源和大氣危害嚴(yán)重，采用微生物燃料電池對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理，不僅處理效果好，而且資源化過(guò)程表現(xiàn)優(yōu)異，成為當(dāng)前及未來(lái)垃圾滲濾液處理領(lǐng)域主要研究對(duì)象。例如，國(guó)外一些學(xué)者對(duì)微生物燃料電池在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究，通過(guò)對(duì)單室和雙室微生物燃料電池處理垃圾滲濾液效果的比較分析得到，單室微生物燃料電池內(nèi)阻較小，產(chǎn)電量達(dá)到了6.8w/m3，COD（化學(xué)需氧量，一般為有機(jī)物）去除率達(dá)到了98%，說(shuō)明單室微生物燃料電池在垃圾滲濾液處理中有著非常良好的效果。將三個(gè)微生物燃料電池進(jìn)行串聯(lián)，以循環(huán)方式對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理，結(jié)果顯示BOD（生化需氧量，多指水中含有的需氧污染物質(zhì)）和COD的去除率比單個(gè)微生物燃料電池得到了顯著提高[4]。另外，在其他環(huán)境污染中的治理，微生物燃料電池也都能夠達(dá)到較好的處理效果，有效降低環(huán)境污染程度。

總結(jié)

由上分析可知，生物材料在環(huán)境污染治理中所具有的優(yōu)勢(shì)是極其顯著的。目前，我國(guó)在加大對(duì)環(huán)境污染綜合治理力度的同時(shí)，也在加大對(duì)生物技術(shù)的研究和生物材料的生產(chǎn)，以促進(jìn)生物材料優(yōu)勢(shì)最大限度發(fā)揮。總之，作為一門新型環(huán)境治理技術(shù)，生物技術(shù)、生物材料在環(huán)境污染治理領(lǐng)域的應(yīng)用前景、發(fā)展前景是非常廣闊的。

[1]顧信娜,陳輝,李珊珊,成卓韋,陳建孟,蔣軼鋒.生物表面活性劑的產(chǎn)生及其在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2012, S1:155-162+233.

[2]楊永剛,孫國(guó)萍,許玫英.微生物燃料電池在環(huán)境污染治理研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J].微生物學(xué)報(bào),2010,07:847-852.

[3]李富蘭,顏杰.生物表面活性劑的特性及其在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,11:6651-6652.

[4]賀海韜.淺述現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的發(fā)展及應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013,06:88.

朱叢林（2000-），男，山東省萊蕪人，學(xué)歷：普通高中，就讀于山東省萊蕪市第一中學(xué)；現(xiàn)有職稱：在讀；研究方向：環(huán)境生物材料。